第三节 浮力的利用
●教学目标
1．知识与技能
（1）知道浮力的应用
2．过程与方法：
（1）通过观察、分析、了解轮船是怎样浮在水面的；
（2）通过收集、交流关于浮力应用的资料，了解浮力应用的社会价值。
3．情感态度与价值观
（1）初步认识科学技术对社会发展的影响。
（2）初步建立应用科学知识的意识。
●教学重点：知道轮船、潜水艇、气球、飞艇的工作原理。
●教学难点：理解改变物体所受的重力与浮力的关系，能增大可利用的浮力。
●教学仪器：烧杯、水、体积相同的蜡块和铁块、两个铁罐子、沙子、潜水艇模型、热气球模型。
●教学流程：
（一）新课引入
[演示]：1．出示铁块和蜡块让学生观察发现它们体积相等。2．将体积相同的铁块和蜡块同时浸没在水中后松手。
[现象]：铁块沉入杯底而蜡块上浮最终浮在水面。
[提问]：1．浸没在水中的铁块、蜡块（松手后）各受到什么力？
（浮力、重力）
2．铁块和蜡块受到的浮力相等吗？ （相等。因为V排相等，根据阿基米德原理可知浮力相等。）
3．既然铁块和蜡块受到的F浮相同，为什么松手后铁块沉底而蜡块上浮？
液体中，物体的浮沉取决于什么呢？
[讲解]：物体的浮沉条件：
分析蜡块：松手后，浸没在水中的蜡块所受到的F浮＞G蜡，所以蜡块上浮。当蜡块逐渐露出水面，V排减小，浮力减小，当F浮= G物时，蜡块最终漂浮在水面。即：F浮＞G物上浮，最终漂浮。
分析铁块：松手后，浸没在水中的铁块所受到的F浮＜G铁，铁块下沉。到达容器底部后，铁块受到F浮、G铁和F支，三力平衡，静止在容器底，我们说铁块沉底。即：F浮＜G物下沉，最终沉底。
若一个物体浸没在水中，松手后F浮=G物，受力平衡，物体的运动状态不变，我们说物体悬浮在液体中。即：F浮=G物，最终悬浮。
总结：通过上述分析，我们知道浸在液体中物体的浮沉取决于物体所受F浮与G物的关系。
（二）进行新课
1．讨论：
（1）木材能漂浮在水面，其原因是什么？
（2）把一根木头挖成空心，做成独木舟后，其重力怎么变化？它可载货物的多少怎么变化？重力变小，可以装载的货物变多。
[指出]：从浮力的角度看，把物体做成空心的办法，增大了可利用的浮力，而且这种古老的“空心”办法，可以增大漂浮物体可利用的浮力。
[质疑]：密度比水大的下沉的物体有没有办法让它上浮或漂浮呢？
2．实验：
两个外形相同的铁罐子，一个空心，一个装满沙；同时按入水中，松手后实心的下沉，空心的上浮最终漂浮。
[质疑]：（1）铁的密度大于水的密度，空心的铁罐子为什么能漂浮呢？可能是 因为什么呢？
（因为它是空心的，F浮＞G物，所以能上浮，最终能漂浮。）
（2）要想让实心的铁罐子也漂浮，可以怎么办呢？ （把沙取出来，变成空心的。）
（3）大家的想法是如何调节的铁罐子的浮沉的呢？（F浮不变，挖空使G物变小，当F浮＞G物，铁罐子自然就浮起来了。）
[指出]：上述实验告诉我们采用“空心”的办法，不仅可以增大漂浮物体可利用的浮力，还可以使下沉的物体变得上浮或漂浮。
3．应用
轮船
（1）原理：采用把物体做成“空心”的办法来增大浮力，使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮。
（2）排水量：满载时，船排开的水的质量。 即：排水量＝m船+m货
[质疑]：1．轮船从河水驶入海里，它的重力变不变？它受到的浮力变大、变小还是不变？（不变，始终漂浮）
2．它排开的液体的质量变不变？（不变）
3．它排开的液体的体积变不变？ （变，ρ海水＞ρ水，所以V排海水＜V排水）
4．它是沉下一些，还是浮起一些？（V排变小了，所以上浮一些）
[强调]：同一条船在河里和海里时，所受浮力相同，但它排开的河水和海水的体积不同。因此，它的吃水深度不同。
潜水艇
[演示]：
潜水艇能潜入水下航行，进行侦查和袭击 ( http: / / www.21cnjy.com )，是一种很重要的军事舰艇。它是怎么工作的呢？我们用打吊瓶用的小塑料管来模拟潜水艇。请同学们利用和塑料管连接的细管给塑料管吹气或吸气。
现象：吸气时，水逐渐进入管中，管子下沉；吹气时，管中的水被排出，管子上浮；
[质疑]：（1）小塑料管浸没在水中所受F浮是否变化？（塑料管形变很小，V排基本不变，所以可以认为F浮不变）。
（2）那它是怎样上浮或下沉的呢？
（吹气时，水从管子中排出，重力变小，F浮＞G物，所以上浮；吸气时，水进入管子，重力变大，F浮＜G物，所以下沉）
[讲解]：潜水艇两侧有水舱，当水舱中充 ( http: / / www.21cnjy.com )水时，潜水艇加重，就逐渐潜入水中；当水舱充水使艇重等于同体积水重时，潜水艇就可悬浮在水中；当压缩空气使水舱中的水排出一部分时，潜水艇变轻，就可上浮了。
潜水艇：
原理：靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。
[强调]：潜水艇在浸没在水下不同深度所受浮力相同。
·气球和飞艇
[演示]：“热气球”的实验。
[质疑]：酒精燃烧后袋内空气密度怎样变化？
原理：ρ气＜ρ空气，（即利用密度小于空 ( http: / / www.21cnjy.com )气的气体，通过改变气囊里气体的质量来改变自身体积从而改变所受浮力的大小来实现升降的。）使它受到的F浮＞G物而升空。
[讨论]：要使充了氦气、升到空中的气球落回地面，你们能想出什么办法？要使热气球落回地面，有什么办法？（放气或停止加热）
·其他应用
密度计、盐水选种等。
附：板书设计
复习：
1.物体的浮沉条件：
F浮＞G物 上浮 最终漂浮 ρ液＞ρ物
F浮＝G物 悬浮 ρ液＝ρ物
F浮＜G物 下沉 最终沉底 ρ液＜ρ物
2.通过调节物体受到的F浮或G物，可以调节物体的浮沉。
新课：
应用
1．轮船：把物体作为“空心”的办法来增大浮力，使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮。
2．潜水艇：依靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。
3．气球和飞艇：ρ气＜ρ空气，使它受到的F浮＞G物而升空。浮力的利用
【整体构思】
1.知道物体的浮沉条件。
2.知道浮力的应用。
3.通过观察、分析、了解轮船是怎样浮在水面的。
【预习提示】
1.浮沉条件。 2.潜水艇。 3.飞艇（飞船。） 4.密度计。
【教学流程】
一、学生展示
1.浸在液体中的物体所受的浮 ( http: / / www.21cnjy.com )力,大小等于它________________________。这就是著名的阿基米德原理.用公式表示为F浮=_______=__________。
2.当物体浸没在液体中时,它排开液体的体积等于_______________。即V排=V物
3.当物体漂浮在液面上时,它排开液体的体积等于_________________________。
4.密度为0.6克/厘米3 的实心木块分别投入水和酒精中，则木块在两种液体中的状态是（ρ酒精=0.8克/厘米3） ( )
A.都悬浮 B.都漂浮
C.在水中漂浮,在酒精中悬浮 D.在水中漂浮,在酒精中沉底
5.物体浸没在液体中,所受浮力的大小跟哪个因素有关( )
A.物体的形状 B.物体的密度
C.物体排开液体的重力 D.物体在液体中所在的深度
6.潜水艇由海面下10米深处潜至20米深处的过程中( )
A.它受到的压强增大,浮力不变 B.它受到的压强增大,浮力都不变
C.它受到的压强浮力都增大 D.它受到的压强不变,浮力减小.
二、目标定向
[演示]：出示铁块和木块让学生观察发现它们体积相等。将体积相同的铁块和木块同时浸没在水中后松手。
[现象]：铁块沉入杯底而木块上浮最终浮在水面。
[提问]：为什么松手后铁块沉底而木块上浮？液体中，物体的浮沉取决于什么呢？
三、学生自学
【复习物体的浮沉条件】
(1)若G物(2)若G物=F浮或ρ物=ρ液,物体悬浮。
(3)若G物>F浮或ρ物>ρ液,物体下沉。
【浮力的利用】阅读课本上的内容,并回答下列问题:
从浮力的角度看,轮船采用了_______法增大浮力,从而使轮船漂浮在水面上。这种办法的好处是:比同体积的实心体重力______(填“大”或“小”),而且还可以使排开的水_____,所以受到的浮力比同体积的实心体受到的浮力_______(填“大”或“小”)。
轮船的大小通常用________来表示.排水量就是轮船________时排开水的_________。如果一艘轮船,它的排水量是1×104t,在密度为1×103kg/m3的河水中航行,根据物体漂浮的条件(F浮=G物),它满载时排开河水的体积是___________m3,如果在密度为1.03×103kg/m3的海水中,所排开的海水的体积比河水的体积______(填“大”或“小”),如果从河流驶入大海,它将_______一些(填“上浮”或“下沉”)。
潜水艇两侧有______,向水舱中冲水时,潜水艇的重力逐渐_______。当潜水艇的重力等于它排开的水重力(即浮力)时,潜水艇可以_______在水中,当用压缩空气将水舱内的水排出一部分时,潜水艇的重力_______,从而使重力______浮力,而上浮.所以潜水艇是
通过改变______________来实现上浮和下沉的。
气球里的气体密度_______空气的密度,这样在它的重力小于它排开的同体积的空气的重力(即浮力),所以能浮在漂浮在空中。当气球里的气体体积减小时,它排开空气的体积减小,所受到的浮力减小,所以可以降到地面上。飞艇内冲入的也是密度较小的气体,也是通过改变自身的体积来改变浮力,从而实现上升和降落。
四、合作探究
应用中的几个问题
1.铁的密度大于水的密度，为什么轮船还可以浮在水面上呢？
2.潜水艇是怎样实现上浮与下潜的？
3.热气球、飞艇是如何升降的？
五、答疑解惑
一个体积为1000cm的空心铁球，其空心部分的体积占整个体积的4/5，用手拿住浸没在水中，（1）求铁球受到的浮力是多少牛？（2）放手后铁球将上浮、悬浮还是下沉？
六、反馈评价
1.潜水员由水面下2 m深处潜入水面下20 m深处的过程中，他受到的压强、浮力
变化情况是（ ）
A.压强增大，浮力增大 B.压强增大，浮力不变
C.压强不变，浮力增大D.压强减小，浮力不变
2.湖底的一个水泡上浮时（不计温度影响）（ ）
A.体积变大 B.体积变小 C.体积不变 D.不好判断
3.一只小船上装有一块大石头,浮在水池的水面上,如将石头从小船中取出投入
池水中,待池水面静止时,池中的水面高度将 ( )
A.上升 B.下降 C.不变 D.无法判断
4.一只小船上装有大木头,浮在水池的水面上,如将木头从小船中取出投入池水中,待池水面静止时,池中的水面高度将 ( )
A.上升 B.下降 C.不变 D.无法判断
5.船从海里开到河里,它将 ( )
A.上浮一些 B.下沉一些 C.不变 D.无法判定
6.浸没在水中的铜制空心球,将它释放后,它将会 ( )
A.上浮 B.下沉 C.悬浮 D.三种情况都有可能
7.悬浮在水中的铁球 ( )
A一定空心 B.可能空心 C.一定实心 D.无法判定
8.将一边长是10cm的实心立方体木块 ( http: / / www.21cnjy.com )轻轻地放入盛满水的大烧杯内。待木块静止时，从杯中溢出600g水，如图3所示。求：（计算时取g=10N/kg）
（1）木块受到的浮力。
（2）木块的密度。
（3）木块下表面受到水的压强。
七、知识整合
1.浸没在液体中物体
①当它所受的浮力大于重力时，物体上浮
②当它所受的浮力小于所受的重力时，物体下沉
③当它所受的浮力与所受的重力相等时，物体悬浮在液体中或漂浮在液面上。
反之亦然。漂浮在液面上的物体受到的浮力等于受到的重力。
2.浮力的应用
轮船：采用空心的办法增大排水量。排水量——轮船按设计的要求满载时排开的水的质量。潜水艇：改变自身重来实现上浮下沉。
气球和飞艇：改变所受浮力的大小，实现上升下降。
八、课外作业
练习册 每天1练 教材课后经典习题。
【中考宝典】
一艘轮船在河里航行时的排水量是105吨 ( http: / / www.21cnjy.com )，它受到的浮力为________牛。从河里开到海里，它受到的浮力________（填“变大”、“变小”或“不变”），由于河水密度________海水密度（填“大于”、“小于”、“等于”） ，船从河里开到海里排开液体体积_______（填“变大”、“变小”、“不变”）。
2.物理小组制作的潜水艇模型如图所示。通 ( http: / / www.21cnjy.com )过胶管A从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，就可使烧瓶下沉、上浮或悬浮。当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时，若从A管吸气，烧瓶将会( )
A.上浮，它受到的浮力增大
B.下沉，它受到的浮力减小
C.下沉，它受到的浮力不变
D.上浮，它受到的浮力不变
第8题
第 2 题
